Какие предпосылки послужили основой открытия периодического закона?

8 ответов на вопрос “Какие предпосылки послужили основой открытия периодического закона?”

{*_*} + xtc = {^_^} 09-05-2019 Ответить

Рис. 2.6. Спираль Шанкуртуа (а) и закон октав Ньюлендса (б)
простых и сложных веществ. Но создать классификацию, включающую все известные в то время химические элементы, не удалось никому. Ни одна из попыток не привела к созданию системы, отражающей взаимосвязь элементов,выявляющей природу их сходства и различия, имеющей
Д.И. Менделеев (1834— 1907)
предсказательный характер. Открытие Периодического закона и создание Периодической системы элементов — заслуга великого русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева.
Энциклопедичность знаний, научная интуиция, умение обобщать, постоянное
стремление к познанию неведомого, дар научного предвидения, личностные качества Д. И. Менделеева — нашего великого соотечественника — сыграли немалую роль в открытии Периодического закона.
Открытие Периодического закона
В отличие от работ предшественников предложенная русским химиком Д.И.Менделеевым Периодическая таблица химических элементов имела четкую структуру в виде групп и периодов, в которой нашлось место не только для всех известных в то время элементов, но и были оставлены пустые места для еще не обнаруженных (рис. 2.7). Открытие Д. И. Менделеева позволило предсказать существование неизвестных элементов, спрогнозировать их свойства, исправить неверно определенные атомные массы уже известных элементов.
В основу своей работы по классификации химических элементов Д. И. Менделеев положил два их основных и постоянных признака: атомную массу и свойства образуемых этими элементами веществ. Он выписал на карточки все известные сведения об открытых и изученных в то время химических элементах и их со единениях. Сопоставляя эти сведения, ученый составил естественные группы сходных по свойствам элементов. При этом он обнаружил, что свойства элементов в некоторых пределах изменяются линейно (монотонно усиливаются или ослабевают), затем после резкого скачка периодически (т.е. через определенное число элементов) повторяются (рис. 2.8).
ОПЫТЪ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВЪ
Основанной на ихъ атомномъ весъ и химическомъ сходствъ
Ti=50
Zr=90
?=180
V=51
Nb=94
Ta=182
Cr=52
Mo=96
W=186
Mn=50
Rh=104,4
Pt=197,4
Fe=56
Ru=104,4
Ir=198
Ni=Co=59
Pl=106,6
Os=199
H=1
Cu=63,4
Ag=108
Hg=200
Be=9,4
Ng=24
Zn=65,6
Cd=112
B=11
Al=27,4
?=68
Ur=116
Au=197?
N=14
Si=28
?=70
Sn=118
O=16
P=31
As=75
Sb=122
Bi=210?
F=19
S=32
Se=79,4
Te=128?
Li=7
Na=23
Cl=35,5
Br=80
I=127
K=39
Rb=85,4
Cs=133
Tl=204
Ca=40
Sr=87,4
Ba=137
Pb=207
?=45
Ce=92
? Er=56
La=94
?Yt=60
Di=95
?In=75,8
Th=118?
Д. Менделеевъ
Рис. 2.7. Первый вариант Периодической таблицы
Водород
H
атомная
масса
Литий
Li
атомная масса
Берилий
Be
атомная масса
Бор
B
атомная масса
Углерод
C
атомная масса
Азот
N
атомная масса
Кислород
O
атомная масса
Фтор
F
атомная масса
Натрий
Na
атомная масса
Магний
Mg
атомная масса
Алюминий
Al
атомная масса
Кремний
Si
атомная масса
Фосфор
P
атомная масса
Сера
S
атомная масса
Хлор
Cl
атомная масса

H
Li
Be
B
C
N
O
F
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Группа
Период 1
Н
Период 2
Li
Be
В
С
N
F
Период 3
Na
Mg
Al
Si
P
s
CI
Период 4
К
Сu
Са
Zn
?
?
Ti
?
V
As
Cr
Se
Mn
Br
FeCoNi
Период 5
Rb
Ag
Sr
Cd
Y
Ir
Zr
Sn
Nb
Sb
Mo
Те
?
I
Ru Rh Pd
–
Akijin 09-05-2019 Ответить

Следовательно, по Менделееву, химический элемент есть вид атомов, входящих в состав простых и сложных тел, характеризующийся определённым значением атомного веса (атомной массы).
К середине XIX века насчитывалось уже 63 элемента, и был накоплен обширный экспериментальный материал, характеризующий физические и химические свойства элементов, например, их способность образовывать кислотные или основные окислы. Так, способность проявлять резко основные свойства оказалась присуща группе элементов, которые были названы щелочными металлами, в несколько меньшей степени основные свойства проявляют щелочноземельные элементы, а способность проявления кислотных свойств присуще группе элементов , названных галогенами или галоидами. Наряду с качественными характеристиками, были накоплены сведения о свойствах, которые подлежат точному измерению, среди них – атомная масса элементов и их валентность, то есть способность образовывать различные формы химических соединений.
Итак, открытие новых элементов и изучение свойств элементов и их соединений, с одной стороны, позволили накопить большой фактический материал, а с другой – выявили необходимость систематизации.
Первые попытки такого рода предприняли А.Л. Лавуазье(1789 г.) затем, в первой половине XIX века – Йоганн Вольфганг Дёберейнер, предложивший «триады» элементов Cl – Br – J, Ca – Sr – Ba, S – Se – Te, в основе данной классификации лежало постепенное изменение химических свойств, реакционной способности и рост атомного веса. В 1851г французский химик, один из основателей органической химии, Дюма (Дюма принимал во внимание атомные веса элементов), на съезде Британской академии предложил свою систему. Таблицу из 20 триад опубликовал в 1857 году Ленсен.
В 1864 году немецкий химик Юлиус Лотар Майер опубликовал таблицу из 44 элементов (из 63 известных на то время). В 1870г. Ю.Л. Майер обнаружил, что атомные объёмы элементов, то есть отношение их атомных масс к плотности в твёрдом или жидком состоянии проявляют удивительную периодичность, резко возрастя у щелочных металлов и постепенно падая в промежутках между ними. (Кстати говоря, в самом начале ХХ века подобное исследование осуществил профессор Санкт-Петербургского Горного института П.П. Веймарн, но он в ту пору не знал о сложном строении атома и не смог правильно объяснить наблюдаемую закономерность.)
Д.И. Менделеев начал заниматься систематизацией элементов с начала 1860-х в связи с научно-педагогической деятельностью. За основу систематики Д.И. Менделеев выбирает двойной критерий: атомная масса и химические свойства. В своей книге «Основы химии» Менделеев писал:
«У элементов есть точное измеримое и никакому сомнению не подлежащее то свойство, которое выражается в их атомном весе. Величина его показывает относительную массу атома или, если избежать понятия об атоме, величина его показывает отношение между массами, составляющими химические самостоятельные индивидуумы или элементы. А по смыслу всех точных сведений о явлениях природы масса вещества есть именно такое свойство его, от которого должны находиться в зависимости все остальные свойства, потому что все они определяются подобными же условиями или такими же силами, какие действуют в весе тела; он же прямо пропорционален массе вещества. Поэтому ближе или естественнее всего искать зависимости между свойствами и сходством элементов, с одной стороны, и атомными их весами – с другой» (Цит. по: Реформатский А. Неорганическая химия. 7-е изд., испр. и доп. М., 1912, с. 123 – 124)
Учитывая, что масса вещества(атомный вес) по смыслу всех точных сведений о явлениях природы есть именно такое свойство, от которого должны находиться в зависимости все прочие свойства , и это свойство остаётся постоянным при всех переменах с телом и при всех его соединениях присуще элементу,не углю, не графиту, не алмазу, а углероду. Я написал на карточках названия известных элементов и их главные свойства и, расположив их в порядке возрастания величины атомного веса, подметил повторяемость свойств
В качестве основных свойств Менделеев выделил стехиометрический состав высших оксидов и гидридов, кислотно-основные свойства и прочее. Подчеркнём, группы элементов были известны и до открытия Менделеева, Менделеев создал систему, нашёл взаимосвязь. Оказалось, что химические свойства элементов изменяются не непрерывно с ростом атомного веса, а периодически. Другими словами, способность элементов к химическому взаимодействию, их валентность, не увеличивается плавно с ростом атомного веса, от каждого предыдущего элемента к последующему, а после некоторого увеличения снижается, потом снова растёт и так далее. Менделеев в «Основах химии» написал об этом так:
Свойства элементов, а потому и свойства образованных ими простых и сложных тел находятся в периодической зависимости от их атомных весов. (1871 г).
Это и есть формулировка Периодического закона или закона периодичности, как назвал его Менделеев. Оказывается, что и химимческие формы соединений находятся в периодической зависимости от атомных масс элементов. В связи с этим, Менделеев дополняет формулировку закона:
«Свойства простых тел, также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости (или, выражаясь алгебраически, образуют периодическую функцию) от величины атомных весов элементов» (Цит. по: Там же, с. 130.)
Составляя периодическую систему элементов, Менделеев расположил их по горизонталям (периоды) в порядке увеличения атомного веса, причём так, чтобы элементы с близкими свойствами оказались в одном вертикальном столбце. Таким образом, горизонтальные строки – это периоды, а вертикальные столбцы – группы элементов, обладающих близкими свойствами. Получилось 8 групп и 12 периодов. Общее число открытых элементов составляло в 1871 г. 63.
Со времени открытия Периодического закона прошло примерно 130 лет, число известных элементов возросло с 63 до 108; и в поиске новых элементов весьма помог Периодический закон. Исходя их того, что свойства элементов закономерно изменяются по периодам и рядам, Менделеев предрекает возможность существования одиннадцати ещё неизвестных тогда элементов. Им была высказана особо твёрдая уверенность в существовании элементов, которым он условно называет экабор, экаалюминий и экасилиций. Предвидение Менделеева оказалось правильным. В 1875 г. П. Лекоком де Буабодраном был открыт новый элемент – серебристый легкоплавкий металл, названный впоследствии галлием (Ga), существование и свойства которого были предсказаны Менделеевым под наименованием экаалюминия. В 1879 г. Л. Нильсон открыл новый элемент-металл скандий (Sc), на существование и свойства которого также ранее указывал Менделеев, именуя его экабором. В 1886 г. К. Винклер открыл новый элемент, используемый теперь в качестве полупроводника,- германий (Gе), названный так в честь родины Винклера; это экасилиций Менделеева. Менделеев правильно предугадал существование впоследствии открытых еще семи новых элементов: технеция (Тс), рения (Re), полония (Ро), астата (At), франция (Fr), радия (Ra), протактиния (Ра).
Не правда ли, это напоминает предсказание Ньютоном (на основе проделанных им расчётов) новой планеты Нептун, действительно открытой Галле в 1846 г. ? В обоих случаях это существенно укрепило признание новых законов: закона всемирного тяготения Ньютона и периодического закона химических элементов Менделеева.
Важным событием явилось открытие Рэлеем, Рамзаем и Траверсом в 1890г.г. никем не предугаданных инертных элементов, составляющих нулевую (восьмую) группу и представляющих своеобразный мост между галогенами и щелочными металлами.
ReM1x 09-05-2019 Ответить

§ 5.1. Предпосылки открытия Периодического закона Д. И. Менделеевым
Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева — основа современной химии. Они относятся к таким научным закономерностям, которые отражают явления, реально существующие в природе, и поэтому никогда не потеряют своего значения.
Их открытие было подготовлено ходом истории развития химии, однако потребовалась гениальность Д. И. Менделеева, его дар научного предвидения, чтобы эти закономерности были сформулированы и графически представлены в виде таблицы. Мы будем пользоваться современными синонимами тех терминов, которые применял великий русский химик.
Ко времени открытия Периодического закона было известно 63 химических элемента, описаны состав и свойства их многочисленных соединений.
Ученые неоднократно предпринимали попытки классифицировать химические элементы, привести сведения о них в систему. К концу 60-х гг. XIX в. насчитывалось более 50 различных вариантов классификации химических элементов (среди них: классификация Берцелиуса на металлы и неметаллы, триады Деберейнера, спираль Шанкуртуа, октавы Ньюлендса, таблица Мейера и др.).
Большинство ученых пытались выявить связь между химическими свойствами элементов и их соединений и атомной массой. Но создать классификацию, включающую все известные в то время химические элементы, не удалось. Ни одна из попыток не привела к созданию системы, отражающей взаимосвязь элементов и выявляющей природу их сходства и различия. Открытие Периодического закона и построение Периодической системы химических элементов — заслуга великого русского ученого Д. И. Менделеева.
В отличие от работ предшественников, предложенная Д. И. Менделеевым таблица Периодической системы химических элементов имела четкую структуру в виде групп и периодов (с рядами), в которой нашлось место не только для всех известных в то время элементов, но были оставлены пустые места для еще не открытых (рис. 8). Система Д. И. Менделеева позволила не только предсказать существование неизвестных элементов, но и предугадать их свойства, исправить неверно определенные атомные массы уже известных элементов.

Рис. 8.
Первоначальный вариант Периодической системы, воспроизведенный на здании в Санкт-Петербурге, где работал Д. И. Менделеев
Третьей предпосылкой открытия Периодического закона послужили решения международного съезда химиков в г. Карлсруэ в 1860 г., когда окончательно утвердилось атомно-молекулярное учение, были приняты первые единые определения понятий молекулы и атома, а также атомного веса, который мы теперь называем относительной атомной массой (Аr). Именно это понятие как неизменную характеристику атомов химических элементов Д. И. Менделеев положил в основу своей классификации. Он писал: «Масса вещества есть именно такое свойство его, от которого должны находиться в зависимости все остальные свойства. Поэтому ближе или естественнее всего искать зависимость между свойствами и сходствами элементов, с одной стороны, и атомными их весами — с другой».
Предшественники Д. И. Менделеева сравнивали между собой только сходные элементы, а поэтому и не смогли открыть Периодический закон. В отличие от них, Д. И. Менделеев обнаружил периодичность в изменении свойств химических элементов, расположенных в порядке возрастания величин их атомных масс, сравнивая между собой все известные ему, в том числе и несходные, элементы.
Д. И. Менделеев в своем открытии опирался на четко сформулированные исходные положения:
общее неизменное свойство атомов всех химических элементов — их атомная масса;
свойства химических элементов зависят от их атомных масс;
форма этой зависимости — периодическая.
Рассмотренные выше предпосылки можно назвать объективными, т. е. не зависящими от личности ученого, так как они были обусловлены историческим развитием химии как науки.
Но без личностных качеств великого химика, которые составляют четвертую, субъективную предпосылку открытия Периодического закона, вряд ли он был бы открыт в 1869 г. Если бы его открыл какой-нибудь другой химик, вероятно, это произошло бы намного позже. Энциклопедичность знаний, научная интуиция, умение обобщать, постоянное стремление к познанию неведомого, дар научного предвидения Д. И. Менделеева сыграли свою немалую роль в открытии Периодического закона.
OPOHA 09-05-2019 Ответить

H, Li, Be, B и т.д.; Na – девятый элемент повторяет свойства второго – Li, Ca – 17-ый повторяет свойства 10-го – Mg и т.д.
У него получилось 8 вертикальных столбцов – октав. Сходные элементы расположились на горизонталях. Выявленные закономерности он назвал «законом октав». Однако, нарушений гармонии в таблице Ньюлендса было много: нет никакого сходства между Cl и Pt, S, Fe и Au.
И все же, заслуга Ньюленда несомненна: он первый подметил повторяемость свойств на 8-м элементе, привлек внимание к этому числу.
Таблица Лотара Мейера основана на сходстве элементов по их валентности по водороду.
К этому времени в химии было введено понятие валентность. С введением этого понятия химическое сходство приобрело количественное выражение. Так, например, B и Si сходны по свойствам, но различны по валентности (B – 3, Si – 4). В таблице 6 вертикальных столбцов с 44 элементами.
Мейер подмечает, что разность между относительными атомными массами соседних по каждому столбцу элементов отличается на закономерно возрастающие числа: 16, 16, 45, 45, 90. Он так же отмечает, что разность между Ar (Si) и Ar (Sn) ненормально велика (90 вместо 45). Однако, никаких выводов не сделал, а ведь таким выводом мог быть вывод о существовании в природе не известных тогда еще элементов.
Мейер, более чем кто – либо другой, был близок к открытию закона (он открыл периодическую зависимость атомных объемов элементов), но не решился на смелые выводы.
Таким образом, число попыток классификации элементов до Д.И. Менделеева было около 50. Классифицировали химические элементы ученые из разных стран, и некоторые из них стояли на пороге открытия периодического закона Они искали сходство между явно сходными элементами, и не допускали наличия сходства между Na и Cl, например, т.е. не допускали мысли, что все элементы – ступени развития единой материи, поэтому они не могли открыть всеобщий закон природы и обнаружить единую систему элементов.
К концу 60-х годов XIX века выявились следующие предпосылки открытия периодического закона:
– установлены, близкие к современным, атомные массы элементов. (Дальтон, Берцелиус, Реньо, Канниццаро). В 1858 году, Канниццаро, используя метод определения плотности газов для определения их молекулярных масс, дал новую систему относительных атомных масс некоторых элементов. Таблица была далеко не полной, но атомные массы, за малым исключением, были точными;
– установлены “естественные группы” сходных элементов (Доберейнер, Петтенкофер, Дюма, Ленсеен, Штреккер, Одлинг, Ньюлендс, Мейер);
– развито учение о валентности химических элементов (Франкланд, Кекуле, Купер);
– открыто сходство кристаллических форм различных химических элементов (Гаюи, Митчерлих, Берцелиус, Розе, Раммельсберг).
RedShark 09-05-2019 Ответить

Конечно, начиная рассказывать об открытиях гениального ученого, нельзя не осветить главное открытие Д.И. Менделеева – Периодический закон.
Ко времени открытия Периодического закона было известно 63 химических элемента, описаны состав и свойства их многочисленных химических соединений.
Многие ученые пытались классифицировать химические элементы. Одним из них был выдающийся шведский химик Й. Я. Берцелиус. Он разделил все элементы на металлы и неметаллы на основе различий в свойствах образованных ими простых веществ и соединений. Он определил, что металлам соответствуют основные оксиды и основания, а неметаллам – кислотные оксиды и кислоты. Но групп было всего две, они были велики и включали значительно отличающиеся друг от друга элементы. Наличие амфотерных оксидов и гидроксидов у некоторых металлов вносило путаницу. Классификация была неудачной.
Многие ученые предполагали периодичность свойств элементов и зависимость их от атомных масс, но грамотную и систематическую классификацию предложить не смогли.
Очередной предпосылкой открытия Периодического закона послужили решения международного съезда химиков в г. Карлсруэ в 1860 г., когда окончательно утвердилось атомно-молекулярное учение, были приняты первые единые определения понятий молекулы и атома, а также атомного веса, который теперь называется относительной атомной массой. Именно это понятие как неизменную характеристику атомов химических элементов Д.И. Менделеев положил в основу своей классификации. Предшественники ученого сравнивали между собой только сходные элементы, а поэтому не смогли открыть Периодический закон.
Рассмотренные выше предпосылки можно назвать объективными, то есть не зависящими от личности ученого, так как они были обусловлены историческим развитием химии как науки.
Но без личностных качеств великого химика, которые составляют последнюю, субъективную предпосылку открытия Периодического закона, вряд ли он бы открыт в 1869 г. Энциклопедичность знаний, научная интуиция, умение обобщать, постоянное стремление к познанию неведомого, дар научного предвидения Д.И. Менделеева сыграли свою немалую роль в открытии Периодического закона.

Открытие периодического закона

В основу своей работы по классификации химических элементов Д.И. Менделеев положил два их основных и постоянных признака: величину атомной массы и свойства. Он выписал на карточки все известные сведения об открытых и изученных в то время химических элементах и их соединениях. Сопоставляя эти сведения, ученый составил естественные группы сходных по свойствам элементов, сравнение которых между собой показало, что даже элементы несходных групп имеют объединяющие их признаки. Например, близки по значениям атомные массы фтора и натрия, хлора и калия (инертные газы еще не были известны), следовательно, щелочные металлы и галогены можно поставить рядом, выстраивая химические элементы в порядке возрастания атомных масс. Так Д.И. Менделеев объединил естественные группы химических элементов в единую систему. При этом он обнаружил, что свойства элементов изменяются в пределах определенных их совокупностей линейно (монотонно возрастают или убывают), а затем повторяются периодически, то есть через определенное число элементов встречаются сходные. Ученый выделил периоды, в которых свойства химических элементов и образованных ими веществ закономерно изменяются.
Bandinaya 09-05-2019 Ответить

Конечно, начиная рассказывать об открытиях гениального ученого, нельзя не осветить главное открытие Д.И. Менделеева – Периодический закон.
Ко времени открытия Периодического закона было известно 63 химических элемента, описаны состав и свойства их многочисленных химических соединений.
Многие ученые пытались классифицировать химические элементы. Одним из них был выдающийся шведский химик Й.Я. Берцелиус. Он разделил все элементы на металлы и неметаллы на основе различий в свойствах образованных ими простых веществ и соединений. Он определил, что металлам соответствуют основные оксиды и основания, а неметаллам – кислотные оксиды и кислоты. Но групп было всего две, они были велики и включали значительно отличающиеся друг от друга элементы. Наличие амфотерных оксидов и гидроксидов у некоторых металлов вносило путаницу. Классификация была неудачной.
Многие ученые предполагали периодичность свойств элементов и зависимость их от атомных масс, но грамотную и систематическую классификацию предложить не смогли.
Очередной предпосылкой открытия Периодического закона послужили решения международного съезда химиков в г. Карлсруэ в 1860 г., когда окончательно утвердилось атомно-молекулярное учение, были приняты первые единые определения понятий молекулы и атома, а также атомного веса, который теперь называется относительной атомной массой. Именно это понятие как неизменную характеристику атомов химических элементов Д.И. Менделеев положил в основу своей классификации. Предшественники ученого сравнивали между собой только сходные элементы, а поэтому не смогли открыть Периодический закон.
Рассмотренные выше предпосылки можно назвать объективными, то есть не зависящими от личности ученого, так как они были обусловлены историческим развитием химии как науки.
Но без личностных качеств великого химика, которые составляют последнюю, субъективную предпосылку открытия Периодического закона, вряд ли он бы открыт в 1869 г. Энциклопедичность знаний, научная интуиция, умение обобщать, постоянное стремление к познанию неведомого, дар научного предвидения Д.И. Менделеева сыграли свою немалую роль в открытии Периодического закона.
Рената 09-05-2019 Ответить

периодический закон система химия
Конечно, начиная рассказывать об открытиях гениального ученого, нельзя не осветить главное открытие Д.И. Менделеева – Периодический закон.
Ко времени открытия Периодического закона было известно 63 химических элемента, описаны состав и свойства их многочисленных химических соединений.
Многие ученые пытались классифицировать химические элементы. Одним из них был выдающийся шведский химик Й. Я. Берцелиус. Он разделил все элементы на металлы и неметаллы на основе различий в свойствах образованных ими простых веществ и соединений. Он определил, что металлам соответствуют основные оксиды и основания, а неметаллам – кислотные оксиды и кислоты. Но групп было всего две, они были велики и включали значительно отличающиеся друг от друга элементы. Наличие амфотерных оксидов и гидроксидов у некоторых металлов вносило путаницу. Классификация была неудачной.
Многие ученые предполагали периодичность свойств элементов и зависимость их от атомных масс, но грамотную и систематическую классификацию предложить не смогли.
Очередной предпосылкой открытия Периодического закона послужили решения международного съезда химиков в г. Карлсруэ в 1860 г., когда окончательно утвердилось атомно-молекулярное учение, были приняты первые единые определения понятий молекулы и атома, а также атомного веса, который теперь называется относительной атомной массой. Именно это понятие как неизменную характеристику атомов химических элементов Д.И. Менделеев положил в основу своей классификации. Предшественники ученого сравнивали между собой только сходные элементы, а поэтому не смогли открыть Периодический закон.
Рассмотренные выше предпосылки можно назвать объективными, то есть не зависящими от личности ученого, так как они были обусловлены историческим развитием химии как науки.
Но без личностных качеств великого химика, которые составляют последнюю, субъективную предпосылку открытия Периодического закона, вряд ли он бы открыт в 1869 г. Энциклопедичность знаний, научная интуиция, умение обобщать, постоянное стремление к познанию неведомого, дар научного предвидения Д.И. Менделеева сыграли свою немалую роль в открытии Периодического закона.
Dagdagas 09-05-2019 Ответить

Одним из оcновных понятий химии является понятие химический элемент. Долгое время не делали различия между понятиями элемент и простое вещество. Со времён Бойля (1661г) элементом считали всякое простое вещество, ??????? можно получить в результате разложения веществ сложных и ??????? неспособно к дальнейшему разложению на ещё более простые вещества. К началу XVIII века было известно 14 элементов: Au, Fe, Sb, P, Ag, Hg, As, Cu, S, Pb, C, Bi, Sn, Zn. к концу XVIII века было известно уже 25 элементов, а в первой половин?е XIX века был открыт ещё 31 элемент.
В 1811 ?. Берцелиус разделил вс?е элементы на металлы и неметаллы (металлоиды) . Металлы – элементы, которые в твердом и жидком состоянии непрозрачны, обладают особенным металлическим блеском, высокой тепло- и электропроводностью, соединяясь с кислородом образуют окислы называемые основными, а соединяясь с водой – гидраты. Металлоиды (неметаллы)- элементы, не обладающие названными свойствами металлов. ??? легко соединяются с водородом, образуя прочные газообразные (как правило) соедин?ения. Берцелиус также предложил краткие буквенные обозначения элементов, которыми мы пользуемся и поныне.
В 1804г Дальтон вторично, после Демокрита? ввёл в обиход понятие атома как наименьшего носителя свойств элемента. Он ввёл понятие об относительном атомном весе элементов, и определил некоторые атомные веса. Наименьшие частицы вещества, сложные частицы, состоящие из нескольких атомов, Дальтон назвал молекулами. При этом он считал, что вс?е простые тела состоят из определённого вида атомов, следовательно, простые вещества суть элементы. После открытия закона объёмных отношений, газовых законов, закона Авогадро, стало ясно, что многие простые вещества состоят из молекул, а не обособлеенн6ых атомов. В связи с этим, Мендел?еев впервые указал на крайне важность ясно различать два понятия: элемент и простое тело (простое вещество). Мендел?еев писал:
Простое тело, это вещество, металл или металлоид с рядом физических признаков и химических реакций. Ему свойственен частичный вес, содержащий один (как Hg, Cu, Cd, а, вероятно, и многие другие простые тела) или несколько (S6, S2, O2, H2,Cl2, P4 и т.д.) атомов. Оно способно являться в изомерных и полимерных формах (О2 и О3, S2 и S8) и отличается от сложных тел только тем, что в простом тел?е вс?е атомы однородны.
Под именем элементов должно подразумевать те материальные составные части простых и сложных тел, которые придают им известную совокупность физических и химических свойств. В случае если простому телу свойственно понятие о частице (молекуле, как сказали бы мы сегодня), то элементу отвечает понятие об атоме. Углерод есть элемент, а уголь, графит, алмаз суть тела простые.
Следовательно, по Мендел?ееву, химический элемент есть вид атомов, входящих в состав простых и сложных тел, характеризующийся определённым значением атомного веса (атомной массы).
К середин?е XIX века насчитывалось уже 63 элемента? и был накоплен обширный экспериментальный материал, характеризующий физические и химические свойства элементов, к примеру, их способность образовывать кислотные или основные окислы. Так, способность проявлять резко основные свойства оказалась присуща группе элементов, которые были названы щелочными металлами, в несколько меньшей степени основные свойства проявляют щелочноземельные элементы, а способность проявления кислотных свойств присуще группе элементов , названных галогенами или галоидами. Наряду с качественными характеристиками, были накоплены сведения о свойствах, которые подлежат точному измерению, среди них – атомная масса элементов и их валентность, то есть способность образовывать различные формы химических соедин?ений.
Итак, открытие новых элементов и изучение свойств элементов и их соедин?ений, с одной стороны, позволили накопить большой фактический материал, а с другой – выявили крайне важность систематизации.
Первые попытки такого рода предприняли А.Л. Лавуазье(1789 ?.) затем, в первой половин?е XIX века – Йоганн Вольфганг Дёберейнер, предложивший «триады» элементов Cl – Br – J, Ca – Sr – Ba, S – Se – Te, в основе данной классификации лежало постепенное изменение химических свойств, реакционной способности и рост атомного веса. В 1851г французский химик, один из основател?ей органической химии, Дюма (Дюма принимал во внимание атомные веса элементов), на съезде Британской академии предложил свою систему. Таблицу из 20 триад опубликовал в 1857 году Ленсен.
В 1864 году немецкий химик Юлиус Лотар Майер опубликовал таблицу из 44 элементов (из 63 известных на то время). В 1870?. Ю.Л. Майер обнаружил, что атомные объёмы элементов, то есть отношение их атомных масс к плотности в твёрдом или жидком состоянии проявляют удивительную периодичность, резко возрастя у щелочных металлов и постепенно падая в промежутках между ними. (Кстати говоря, в самом начале ХХ века подобное исследование осуществил профессор Санкт-Петербургского Горного института П.П. Веймарн, но он в ту пору не знал о сложном строении атома и не смог правильно объяснить наблюдаемую закономерность.)
Д.И. Мендел?еев начал заниматься систематизацией элементов с начала 1860-х в связи с научно-педагогической деятельностью. За основу систематики Д.И. Мендел?еев выбирает двойной критерий: атомная масса и химические свойства. В своей книге «Основы химии» Мендел?еев писал:
«У элементов есть точное измеримое и никакому сомнению не подлежащее то свойство, ??????? выражается в их атомном весе. Величина его показывает относительную массу атома или, если избежать понятия об атоме, величина его показывает отношение между массами, составляющими химические самостоятельные индивидуумы или элементы. А по смыслу вс?ех точных сведений о явлениях природы масса вещества есть именно такое свойство его, от которого должны находиться в зависимости вс?е остальные свойства, потому что вс?е они определяются подобными же условиями или такими же силами, какие действуют в весе тела; он же прямо пропорционален массе вещества. По этой причине ближе или естественнее вс?его искать зависимости между свойствами и сходством элементов, с одной стороны, и атомными их весами – с другой» (Цит. по: Реформатский А. Неорганическая химия. 7-е изд., испр. и доп. М., 1912, с. 123 – 124)
Учитывая, что масса вещества(атомный вес) по смыслу вс?ех точных сведений о явлениях природы есть именно такое свойство, от которого должны находиться в зависимости вс?е прочие свойства , и это свойство остаётся постоянным при вс?ех переменах с телом и при вс?ех его соедин?ениях присуще элементу,не углю, не графиту, не алмазу, а углероду. Я написал на карточках названия известных элементов и их главные свойства и, расположив их в порядке возрастания величины атомного веса, подметил повторяемость свойств
В качестве базовых свойств Мендел?еев выделил стехиометрический состав высших оксидов и гидридов, кислотно-основные свойства и прочее. Подчеркнём, группы элементов были известны и до открытия Мендел?еева, Мендел?еев создал систему, нашёл взаимосвязь. Оказалось, что химические свойства элементов изменяются не непрерывно с ростом атомного веса, а периодически. Другими словами, способность элементов к химическому взаимодействию, их валентность, не увеличивается плавно с ростом атомного веса, от каждого предыдущего элемента к последующему, а после некоторого увеличения снижается, потом снова растёт и так далее. Мендел?еев в «Основах химии» написал об этом так:
Свойства элементов, а потому и свойства образованных ими простых и сложных тел находятся в периодической зависимости от их атомных весов. (1871 г).
Это и есть формулировка Периодического закона или закона периодичности, как назвал его Мендел?еев. Оказывается, что и химимческие формы соедин?ений находятся в периодической зависимости от атомных масс элементов. В связи с этим, Мендел?еев дополняет формулировку закона:
«Свойства простых тел, также формы и свойства соедин?ений элементов находятся в периодической зависимости (или, выражаясь алгебраически, образуют периодическую функцию) от величины атомных весов элементов» (Цит. по: Там же, с. 130.)
Составляя периодическую систему элементов, Мендел?еев расположил их по горизонталям (периоды) в порядке увеличения атомного веса, причём так, чтобы элементы с близкими свойствами оказались в одном вертикальном столбце. ????? ???????, горизонтальные строки – это периоды, а вертикальные столбцы – группы элементов, обладающих близкими свойствами. Получилось 8 групп и 12 периодов. Общее число открытых элементов составляло в 1871 ?. 63.
Со времени открытия Периодического закона прошло примерно 130 лет, число известных элементов возросло с 63 до 108; и в поиске новых элементов весьма помог Периодический закон. Исходя их того, что свойства элементов закономерно изменяются по периодам и рядам, Мендел?еев предрекает возможность существования одиннадцати ещё неизвестных тогда элементов. Им была высказана особо твёрдая уверенность в существовании элементов, которым он условно называет экабор, экаалюминий и экасилиций. Предвидение Мендел?еева оказалось правильным. В 1875 ?. П. Лекоком де Буабодраном был открыт новый элемент – серебристый легкоплавкий металл, названный впоследствии галлием (Ga), существование и свойства которого были предсказаны Мендел?еевым под наименованием экаалюминия. В 1879 ?. Л. Нильсон открыл новый элемент-металл скандий (Sc), на существование и свойства которого также ранее указывал Мендел?еев, именуя его экабором. В 1886 ?. К. Винклер открыл новый элемент, используемый теперь в качестве полупроводника,- германий (Gе), названный так в честь родины Винклера; это экасилиций Мендел?еева. Мендел?еев правильно предугадал существование впоследствии открытых еще семи новых элементов: технеция (Тс), рения (Re), полония (Ро), астата (At), франция (Fr), радия (Ra), протактиния (Ра).
Не правда ли, это напоминает предсказание Ньютоном (на основе проделанных им расчётов) новой планеты Нептун, действительно открытой Галле в 1846 ?. ? В обоих случаях это существенно укрепило признание новых законов: закона вс?емирного тяготения Ньютона и периодического закона химических элементов Мендел?еева.
Важным событием явилось открытие Рэлеем, Рамзаем и Траверсом в 1890?.?. никем не предугаданных ин?ертных элементов, составляющих нулевую (восьмую) группу и представляющих своеобразный мост между галогенами и щелочными металлами.

Какие предпосылки послужили основой открытия периодического закона?

8 ответов на вопрос “Какие предпосылки послужили основой открытия периодического закона?”

Добавить ответ Отменить ответ